Naturstein in Nassbereichen - Steinwahl und besondere Hinweise

Naturstein in Nassbereichen Steinwahl und besondere Hinweise
zur Anwendung
Materialtechnik am Bau AG
Dr. Philipp Rück
www.mattec.ch
056 443 41 41
1: Ausgangslage
2: Typische Schäden im Schwimmbecken
3: Langzeitversuch Steineignung im Becken
4: Testergebnisse nach Gesteinsgruppen
5: Folgerungen und Fazit für Becken
6: Hinweise zu den anderen Wellnessbereichen
7: Weitere Hinweise
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1
1
Ausgangslage
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2
Ausgangssituation
•
•
•
•
•
•
•
•
Naturstein ist für Schwimmbäder das Top-Material
Boom von Wellness-Anlagen in Hotels, Erlebnisbäder etc.
Aufwertung bestehender öffentlicher Anlagen in Kurorten
Luxusausstattung im Privatbereich; hohe Ansprüche an das
Aussehen bei eher wenig Verständnis für Naturstein
Beim Plattenleger: Grosse Unsicherheit bei Verlegung im
Schwimmbecken wegen fraglicher Beständigkeit der
verschiedenen Gesteinsarten
ein zuverlässiger Test für Beckenauskleidungen fehlt
Mangel an spezialisierten Planern, die die Gesamtthematik
überblicken und den Bau auch wirklich leiten (Schnittstellen)
NVS entscheidet sich zu einem Langzeittest in einem
öffentlichen Schwimmbad
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3
Naturstein in einer Wellnesszone
Besondere
Einwirkungen
–
–
–
–
Erhöhte Temperatur
Dauernass
Wechselfeucht
Chemikalien
Allg. Anforderungen
– Gleitsicherheit
– Leichte Pflege
– Ausreichende Hygiene
Anforderungen
in Schwimmbecken
• Allgemeine chemische und physikalische
Beständigkeit
• Selten ist Salzbeständigkeit gefordert (in
wechselfeuchten Bereichen sehr
problematisch – unter Wasser i.d.R.
unkritisch)
• Gleitsicherheit (nur bei geringer Wassertiefe)
• Reinigungsfreundlichkeit (Algen/Pilze)
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5
2
Typische Schäden
in Schwimmbecken
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Veränderungen unter Wasser
Farbverlust (Azul Bahia)
Lösung Kalkstein
Aussinterungen
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Frostschaden
Mörtel
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Unter Wasser: Absandungen des Glimmers
Absanden des
Glimmers
Kontaktkorrosion
auf rostfreiem Stahl
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Veränderungen am Beckenrand
«GirlandenAusblühungen»
Anlösung,
Rauwerden
Schimmel
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Lösung (Marmor)
Abtrag durch
Lösung
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Carrara Bianco und Bardiglio
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3
Versuchsbedingungen
und Auswertung
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Versuchsbedingungen
• Öffentliches Bad mit
Wasseraufbereitung nach
SIA 385/9 auf Chlor-OzonBasis
• Ausgleichsbecken der
Wasseraufbereitung mit
starkem Durchfluss
• Wassertemperatur: 29°C
• Dauer: 14 Monate
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Ausgewählte Gesteine
Schweizer Steine und ausländische Gesteine, poliert
• 8 Granite, 7 Gneise, 5 Norite, 1 Labrador, 2 Quarzite,
1 Porphyr, 1 Serpentinit
• 3 Kalksteine, 2 Sandsteine, 4 Marmore, 2 Schiefer
• 1 Quarzkomposit-Kunststein
Nr.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
20
21
22
23
24
25
26
Handelsname (Gesteinsart)
Guber Hartsandstein (Grauwacke)
Crecsiano, gegen Lager (Gneis)
Crecsiano, im Lager (Gneis)
Kieselkalk Blausee (Kalkstein)
Onsernone, im Lager (Gneis)
Bollinger Sandstein (Sandstein)
S. Bernardin Quarzit (Gneis)
Andeer, gegen Lager (Granit)
Andeer, im Lager (Granit)
Onsernone, gegen Lager (Gneis)
Iragna, gegen Lager (Gneis)
Zodiaq snow white (Kunststein)
Carrara Bianco (Marmor)
Jura Grau (Kalkstein)
Rosa Portogallo (Marmor)
Thassos (Marmor)
Botticino (Kalkstein)
Jaddisch (Schiefer, Tonschiefer)
Oberfläche
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
geschliffen
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
Feinschliff
poliert
poliert
poliert
gespalten
Nr.
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
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Handelsname (Gesteinsart)
Pallisandro hell (Marmor)
Pillarguri (Schiefer, Phyllit)
Serpentin (Seprentinit)
Porphyr Trento (Porphyr)
Virginia Mist (Norit)
Nero Grapesa (Granit)
Nero S. Marco (Norit)
Nero Impala (Norit)
Azul Noche (Granit)
Rosa Sardo (Granit)
Labrador hell (Labradorit)
Royal Pink (Granit)
Serizzo, im Lager (Gneis)
Verde Marina (Granit)
Cashmere White (Granit)
Opptal (Quarzit)
Nero Assoluto (Norit)
Alta (Quarzit)
Oberfläche
poliert
gespalten
geflammt
geflammt
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
poliert
gespalten
poliert
gespalten
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Versuchsergebnisse
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Granit
• Aufquellen bis Aussanden des dunklen Glimmers, in
der Regel endlicher Prozess
Nero Grapesa
Azul Noche
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Granit
Photo 1
Probe Nr. 40, Granit Verde Marina
vollständiges Auswittern des Biotits
Bildbreite reell: 8mm
Photo 2
Probe Nr. 32, Granit Nero Grapesa
Auswittern des Biotits vom Rand nach innen,
Aufquellen und zusätzlich Rost-verfärbung
Bildbreite reell: 3mm
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Granit
• Starke Verfärbungen sind möglich
Royal Pink
Cashmere
White
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Gneis
• Starkes Aussanden des Dunkelglimmers, kann
«endlos» sein
Onsernone
(Tessin), parallel
zum Lager
Iragna (Tessin),
senkrecht zum
Lager
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Gneis
Photo 7
Probe Nr. 5, Gneis, Onsernone, im Lager
allg. Ausbrechen des Biotits, Quarz und
Feldspat werden mit abgewittert
Bildbreite reell: 17mm
Photo 8
Probe Nr. 10, Onsernone, gegen Lager
Ausbrechen des Biotits, ohne Quarz und
Feldspat
Bildbreite reell: 5mm
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Norite
(Nero Assoluto, Impala, Virginia Mist etc.)
• Wenn kein Dunkelglimmer enthalten, dann keine
Zerfallserscheinungen
Nero S. Marco
Virginia Mist
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Quarzit
• Kein Zerfall und keine Verfärbung (Opptal, Alta)
Alta
Opptal
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Sandstein
• Je nach Zusammensetzung unterschiedlicher Abtrag
durch Lösung der Kalkkomponenten, Verfärbungen
möglich
Bolinger Sst.
Guber Sst.
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Kalkstein
• Abtrag durch Lösung, kann sehr rauh werden,
Verfärbungen möglich
Blausee
Botticino
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Marmor
• Abtrag durch Lösung, kann rauh werden,
Verfärbungen möglich
Rosa Portogallo
Carrara Bianco C
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Abtrag auf Kalkstein und Marmor
Photo 11
Probe Nr. 25, Kalkstein Botticino
angelöste, stark rauhe Oberfläche;
Dolomitkristalle werden kaum gelöst und
bilden Relief, das rau ist wie Schleifpapier
Botticino
Bildbreite reell: 3mm
Photo 12
Probe Nr. 24, Marmor Thassos
nur geringe Anlösung entlang den
Korngrenzen
Oberfläche bleibt relativ eben
Thassos
Bildbreite reell: 18mm
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Schiefer
• Sehr unterschiedliches Verhalten, abhängig von
Zusammensetzung und Gefüge
Jaddisch
Pillarguri
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Quarzkomposit-Kunststein
• Kein Abtrag, ganz leicht vergilbt (Zodiaq©)
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5
Folgerungen für Beckenauskleidungen
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Übersicht
Die Versuche sind
als informativer
Beitrag zu
betrachten. Die
Ergebnisse
beziehen sich
ausschliesslich auf
die geprüften
Muster.
Nr. Handelsname (Gesteinsart)
40
41
38
35
36
32
8
9
5
10
39
2
3
11
7
6
1
4
22
25
21
23
24
27
30
31
43
33
34
37
44
42
29
26
28
20
Aussanden
Biotit
Aussanden
aller
Bestandteile
Abtrag durch
Lösung
raue oder
porige
Oberfläche
Verfärbung,
Rost
Gewichtsverlust bei
Plattendicke
10mm (%)
0.04
0.04
<0.01
0.05
0.17
2.77
<0.00
<0.00
0.77
0.24
0.38
<0.01
<0.01
<0.01
0.50
0.11
1.78-2.57
2.63
4.09
4.92
2.61
3.71
1.24
4.85
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
<0.01
1.51
<0.01
Verde Marina (Granit)
XX
X
Cashmere White (Granit)
Royal Pink (Granit)
XXX
Azul Noche (Granit)
XX
X
X
Rosa Sardo (Granit)
XX
X
Nero Grapesa (Granit)
XXX
X
XXX
X
Andeer, gegen Lager (Granit)
X
Andeer, im Lager (Granit)
X
Onsernone, im Lager (Gneis)
XXX
XX
XXX
Onsernone, gegen Lager (Gneis)
XX
XX
Serizzo, im Lager (Gneis)
XX
X
XX
Crecsiano, gegen Lager (Gneis)
X
Crecsiano, im Lager (Gneis)
XX
X
XX
Iragna, gegen Lager (Gneis)
(X)
S. Bernardin Quarzit (Gneis)
XXX
XX
XXX
X
Bollinger Sandstein (Sandstein)
XX
Guber (Grauwacke)
XX
XX
XX
Blausee (Kalkstein)
XX
XX
XXX
Jura Grau (Kalkstein)
XX
X
Botticino (Kalkstein)
XX
XXX
Carrara Bianco (Marmor)
XX
X
Rosa Portogallo (Marmor)
XX
XX
Thassos (Marmor)
X
X
Pallisandro hell (Marmor)
XX
XX
X
Porphyr Trento (Porphyr)
Virginia Mist (Norit)
Nero Assoluto (Norit)
(X)
(X)
Nero S. Marco (Norit)
(X)
(X)
Nero Impala (Norit)
Labrador hell (Labradorit)
Alta (Quarzit)
Opptal (Quarzit)
Serpentin (Seprentinit)
XX
Jaddisch (Schiefer, Tonschiefer)
X
Pillarguri (Schiefer, Phyllit)
XX
XX
XX
Zodiaq snow white (Kunststein)
Legende: -: kein / (X): sehr schwach, sehr wenig / X: schwach, wenig / XX: deutlich / XXX: stark
Farbcode Eignung
geeignet
bedingt geeignet
Verwendung wird nicht empfohlen
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Fazit Zerfallerscheinungen unter Wasser
«Aussanden des Glimmers»
• Gesteine mit einzelnen Glimmerkörnern: Aussanden einzelner Körner
endlicher Prozess, kleine Löcher
• Glimmerreiche Gesteine (Gneise,
Glimmerschiefer): Zerfalls-Prozess ist
«endlos»
• Solewasser (Salz) beschleunigt den
Prozess stark
• Strömung verstärkt das Phänomen
• Erhöhte Temperatur beschleunigt
• Das Aussanden des Dunkelglimmers ist
unabhängig von der Art der
Wasseraufbereitung
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Fazit Zerfallserscheinungen unter Wasser
Lösung von Kalk
• Abtrag durch Lösung von Kalken und Marmoren
• Kontinuierlicher Prozess; bei dolomitischen Kalken und
Marmoren stark verlangsamt
• Strömung verstärkt den Effekt
• stark von der Wasserchemie abhängig: «Kalkaggressivität»
– pH (Konzentration H+/OH-)
– Gesamthärte / Karbonathärte
– freie, überschüssige Kohlensäure
• Die Auskleidung mit Kalkstein und
Marmor ist Teil des chemischen
Systems («Suche nach Gleichgewicht»)
pH-Senker (Säuren) und Enthärter
können kontraproduktiv wirken
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Verfärbungen
• Meistens Zerfall von Fe-haltigen
Mineralien (Biotit, Pyrit etc.)
• Gesteine welche an der Luft rosten,
rosten auch unter Wasser im
Schwimmbad (genug Sauerstoff im Wasser)
• Abhängigkeiten bzgl. der Wasserchemie sind möglich
(Entkeimungssystem, pH)
• Leichte Verfärbungen sind unter Wasser meist nicht störend, da
optisch wenig auffällig
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Kriterien zur «sicheren» Steinauswahl
für Beckenauskleidungen
• geringe Porosität (<2 Vol%) bzw. Wasseraufnahme <1 Masse%
• Grobporige Gesteine nicht verwenden (Algen/Pilze)
• Gesteine mit einem erheblichen Anteil an Biotit (Dunkelglimmer)
nicht verwenden (>3%)
• Keine glimmerhaltigen Schiefer verwenden
• Kalksteine und calcitische Marmore meiden
• keine Gesteine mit tonigen oder mergeligen Einlagerungen
• keine Gesteine mit Tendenz zu starken Verfärbungen
• Im Zweifelsfall Stein testen lassen
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Praktische Folgerungen
(Stein im Becken)
• Kalksteine und Marmore besser nur für Liebhaber im privaten
Umfeld (nach schriftlicher Abmahnung)
• Gneise: nur Oberflächen dem Wasser aussetzen, die gegen das
Lager geschnitten wurden.
• Kompakte Quarzite, Norite und glimmerarme Granite sind
abgesehen von möglichen Rostbildungen i.d.R. ok.
• Verfärbungen (Rostbildung) können bei allen Gesteinsgruppen
vorkommen
• Die Versuche haben gezeigt, dass die Eignung eines Gesteins
recht sicher aufgrund seiner Zusammensetzung und Porosität
eingestuft werden kann (Verfärbungen ausgenommen). Für
Zweifelsfälle bleibt der Langzeittest eine Option (ca. 6 Monate).
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6
Hinweise zu den anderen
Nasszonen in Wellnessanlagen
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Steinwahl für Beckenumgänge, Wände
1. Nur dichte und kompakte Gesteine
für Beckenumgänge und Böden in
wechselfeuchten Zonen; ansonsten
kaum Einschränkungen
(Gleitsicherheit beachten)
2. Wandbekleidungen trocken: allg.
keine Einschränkungen
3. Wandbekleidungen im
Spritzwasserbereich: wie
Beckenumgänge
4. Beckenumgänge und Wände im
Aussenbereich: wie Punkt 1, aber
frostsicher und für Böden besser
keine schwarzen Gesteine
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Umgänge: Absplitterungen auf Kalkstein
Duschen
• Hohe Ansprüche („Hygiene“)
• Feuchtebeständige Gesteine auswählen,
welche im Gebrauch wenig abdunkeln
(vergl. Küchenarbeitsplatten)
• Ungeeignet sind tonhaltige Kalksteine,
grobporige Gesteine oder gespachtelte
Gesteine
• Dunkle Gesteine mit rauer
Oberflächenbearbeitung tendieren zu
schwarzen Flecken
• Duschtassen rückseitig abdichten und
vorderseitig imprägnieren
• Duschenwände aus Kalkstein und
Marmor werden matt (Vorsicht mit
Entkalkungsmitteln)
Duschen: Feuchteflecken
Feuchteflecken in
Duschen
Sauna
• Stein als Material nicht üblich (30-110°C)
• Hohe thermische Trägheit
• Hohe Wärmeleitfähigkeit im Vergleich
zu Holz
• Verwendung von Stein theoretisch möglich
• Marmore ungeeignet (Gefügeauflockerung)
• Spannungsrisse bei ungleicher Erwärmung von grossen
Werkstücken
• Thermischen Dehnung allg. in der Konstruktion beachten
(Dehnfugen etc.)
Dampfbad
• Stein als Material verbreitet (45°C)
• Marmor und Onyx ungeeignet
• Tauwasserbildung greift Politur von kalkhaltigen
Gesteinen an
• Ätherische Öle sind flüchtig und darum keine wesentliche
Belastung
Behandlungsräume
• I.d.R. zu behandeln wie allgemeine Bereiche
• Vorsicht Fleckenbildung (Coiffeur, Massage) – bei starker
Belastung auf andere Materialien ausweichen (z.B. Glas,
Keramik)
WC-Anlagen
• Hohe Ansprüche („Hygiene“)
• Im Privatbereich keine erheblichen
Einschränkungen bezüglich Gesteinswahl
(Vorsicht: saure Reinigungsmitteln bei Kalk und Marmor)
• Im öffentlichen Bereich sind WC-Bodenbeläge aus
Naturstein nur mit grossem Reinigungsaufwand
dauerhaft sauber zu halten
• Reinigungsfreundliche, säurebeständige Gesteine wählen,
welche im Gebrauch kaum abdunkeln
• Dunkle Gesteine mit rauer Oberfläche problematisch
• Alternative: Ausweichen auf Keramik im Bereich der
Böden
Bodenbeläge im
Einflussbereich von
Solebecken
• Ungünstige Bedingungen für alle
Gesteinsarten
Fazit: Gesteinsauswahl allgemein
• Innenbereiche: grosses Auswahlspektrum
• Aussenbereiche: nur frostbeständige und keine dunklen
Gesteine
• Für Beckenauskleidungen stark reduzierte Auswahl an
Gesteinen, wenn keine Nachteile in Kauf genommen werden
• Wenn für alle Bereiche das selbe Gestein eingesetzt werden
soll, dann ist die Auswahl sehr beschränkt
• Alternative 1: verschiedene Gesteine für verschiedene
Bereiche
• Alternative 2: Keramik, Stahl etc. für Beckenauskleidungen
und andere, besonders beanspruchte Bereiche
Merkblätter und Dokumentation NVS
Unter www.nvs.ch zu beziehen
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45
7
Weitere Hinweise
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Vorgaben bfu nach Bereichen: Anforderungsliste bfu
Gleitsicherheit von Natursteinbelägen
Oberflächenbearbeitung und Klassen bfu:
Versuch vor ca. 15 Jahren
Vorgaben gemäss Merkblatt NVS (2010): Gleitsicherheit
Effektive Lieferung immer prüfen lassen!
Musterkonformität: Grenzmuster
Hinweise
Fugenmörtel
• Zementmörtel: alkalisch, einfache Verarbeitung,
Löslichkeit unter Wasser, hellen auf bei dunkler
Fugenfarbe, werden dunkler bei sehr heller Fugenfarbe
• Kunstharzfugen (EP-Harz): chemisch resistent, auch unter
Wasser, tendieren aber zu mikrobiellem Befall
• Verarbeitung: Rückstandsfreie Reinigung nach dem
Ausfugen; Vorsicht mit Zementschleierentfernern auf
kalkhaltigen Gesteinen; saubere Reinigung bei EP-Fugen
Hinweise
Elastische
Fugenmassen
• Müssen frei sein von auswandernden Stoffen
(Weichmacher), nur Spezialkitte für Naturstein verwenden
• Tendieren zu mikrobiellem Befall
• Funktion: Bewegungsfuge und: Verhindern das Eindringen
grösserer Wassermengen – gelten aber nicht als
Abdichtung!!
• Müssen in gewissen Abständen erneuert werden
• Anwendung beschränken auf das konstruktiv notwendige
Minimum
Metallteile in
Solebecken
• Für Montageteile aus Naturstein:
Fassaden, Wandbekleidungen,
Möblierungen etc.
• Nur korrosionsbeständige
Stahlsorten
• Bei Chlorentkeimung spezielle
rostfreie Stähle erforderlich
• Im Einflussbereich von Solebecken
nur hochlegierte Stahlsorten
verwenden (z.B. Stahl 1.4529 oder
Avesta 254 SMO)